本发明涉及包含可电驱动的机动车辆和可电驱动的电池运输车的移动系统、电池运输车、可电驱动的机动车辆以及用于给可电驱动的机动车辆的驱动电池充电的方法。
背景技术：
电池运转的机动车辆通常具有可再充电的驱动电池，在通过机动车辆的操作而电量用尽后必须在外部电源接头处给驱动电池充电。例如，240伏或110伏交流电的常用家用电源接头对此可以是足够的。以特别有利的方式，例如可以在夜间给驱动电池充电，使得机动车辆在早上再次全面可操作。这就要求在过夜停放机动车辆附近有可用的相应的电源接头。因此，如果机动车辆停放在公共停车场所，例如道路一侧，则通常不可能给驱动电池充电。这同样适用于许多地下停车场和停车库，其中也没有充电设施。缺乏充电设施是电运转的机动车辆特别是在城市地区发展的相当大的障碍。因此，已经提出了能够与机动车辆分离的驱动电池，该驱动电池具有它们自己的驱动器，该驱动器可以用于将电池运输到远程电源接头，以便它们在那里充电，然后再次运回到机动车辆。
cn203020284u公开了一种用于电动车辆的智能电池系统，其中可以通过电运转的履带传动装置来移动机动车辆的电池。用户可以通过远程控制来控制电池的移动。通过激光雷达和三维摄像系统，电池的计算机处理器检测可以被处理以实现自动运动的环境信息。电池自动移动到机动车辆的车身内并固定在其中。在这种情况下，凭借倾斜的导板通过拉线将电池拉入机动车辆的车身内的内部空间。
cn104890710a公开了一种用于电动车辆的供电车，该供电车包含可以为供电车提供驱动能量的电池，其中供电车可以放置在电动车辆中并且可以为电动车辆提供能量。供电车还构造为运送人。
然而，已经表明，具有可与机动车辆分开移动的电池运输车的已知解决方案在机动车辆内的空间使用方面，以及还在将电池从机动车辆中分离和将电池集成到机动车辆中的顺序方面不是最优的。
技术实现要素：
本发明的目的是提供可电驱动的电池运输车、可电驱动的机动车辆以及用于给可电驱动的机动车辆的驱动电池充电的方法，其中可以最大可能程度地避免上述缺点。
通过独立权利要求所述的移动系统、电池运输车、可电驱动的机动车辆以及方法来实现该目的。
根据本发明的移动系统包含可电驱动的机动车辆和电池运输车。可电驱动的机动车辆具有可再充电的驱动电池，该驱动电池用于向机动车辆的至少一个电驱动马达提供能量。驱动电池尤其构造为蓄电池。可电驱动的机动车辆可以是专用电驱动的机动车辆，其也被称为电池电动车辆(bev)或者例如也被称为插电式混合动力电动车辆(phev)。机动车辆例如可以是汽车或卡车。机动车辆的可再充电驱动电池容纳在同样可电驱动的电池运输车中。为此，电池运输车具有底盘，电池运输车可以与底盘一起独立于机动车辆移动。优选地电池运输车可以电连接到机动车辆的电气系统。
根据本发明，电池运输车可以可释放地插入到机动车辆的支撑结构的向下敞开的区域中。向下敞开的区域可以是例如机动车辆的底板区域中的凹部或凸部，或者例如在机动车辆的两个侧部构件之间形成的间隙，或者例如同样地是机动车辆的底板区域的切口区域。优选地，向下敞开的区域也在水平方向上特别是向后或向前打开。为了运转机动车辆，因此具有机动车辆的驱动电池的电池运输车被插入到机动车辆的支撑结构的向下敞开的区域中，特别是插入到支撑结构中的向下开口的凹口中，并且优选机械地集成在支撑结构中。为了给驱动电池充电，电池运输车可以从机动车辆的支撑结构上释放，并与机动车辆分开地移动。
由于包含电驱动的机动车辆的可再充电驱动电池的电池运输车可以被插入到向下敞开的区域中，例如插入到机动车辆的支撑结构中的凹部中，因此可能能够特别有利地使用机动车辆的空间以及将电池运输车简单地插入机动车辆的支撑结构和从机动车辆的支撑结构中释放。特别地，机动车辆和电池运输车可以被构造成使得电池运输车布置在机动车辆的行李箱下方，并且即使在插入状态下也不妨碍行李箱的使用。此外，由此可以实现通常具有相当大的质量的机动车辆的驱动电池设置在机动车辆的下部区域中使得机动车辆的重心很低，这对机动车辆的驾驶模式是有利的。最后，还可能因此能够实现电池运输车与机动车辆的驱动电池的迅速且无阻碍移除和重新插入。
根据本发明的优选实施例，机动车辆具有用于将电池运输车固定地保持在支撑结构的向下敞开的区域中的保持装置。保持装置可以例如通过多个可水平移动的锁定螺栓形成，该锁定螺栓可以接合在电池运输车中用于插入电池运输车并且再次分离以释放电池运输车。特别地，保持装置可以与电池运输车协作，尤其使得电池运输车成为机动车辆的支撑结构的整体部件。因此，可能能够可靠地将电池运输车保持在机动车辆的支撑结构中而不损害机动车辆在行驶模式下的稳定性。
根据本发明的优选实施例，保持装置构造成使得电池运输车能够通过保持装置相对于机动车辆的支撑结构沿竖直方向调节。特别地，保持装置被构造成用于在保持装置闭合时提升电池运输车，并且用于在保持装置被释放时降低电池运输车。当电池运输车被释放时，电池运输车因此可以下降到机动车辆停放的所在道路上，并且可以独立于机动车辆移动。相反地，为了插入机动车辆中，电池运输车可以移动到保持装置中，以及然后由此被提升离开道路，使得电池运输车不妨碍机动车辆的驾驶操作。
根据本发明的特别优选的实施例，电池运输车具有上部和下部，其中上部构造成可释放地插入到机动车辆的支撑结构的向下敞开的区域中，并且下部包含电池运输车的底盘。通过调节机构，上部相对于下部在竖直方向上是可调节的。下部例如可以构造成电池运输车的底盘框架。因此，底盘可以借助于调节机构在竖直方向上调节，并且当上部插入到机动车辆的支撑结构中时可以借助于调节机构被提升或下降。因此特别容易地使电池运输车的底盘在插入机动车辆的支撑结构的向下开放区域期间能够被提升离开道路，并且当电池运输车被释放时相应地放置在道路上。
电池运输车优选具有构造成用于插入到支撑结构的向下敞开的区域中的平台。特别地，平台可以形成电池运输车的上侧，例如电池运输车的上部，并且被构造成装载区域，当电池运输车被插入到机动车辆的支撑结构中并且因此形成机动车辆的行李箱底板的一部分时，该装载区域大致平面地终止于机动车辆的装载区域。因此可能实现进一步改善的机动车辆空间的使用。
此外，调节机构可以以有利的方式构造成使得平台可以相对于底盘围绕电池运输车的纵向轴线和/或横向轴线枢转。因此，例如可能实现当电池运输车在斜面上移动时，平台也可以保持在水平位置。
调节机构优选地包含至少两个特别是四个提升缸，使得上部通过至少两个提升缸相对于下部是可调节的。因此，能够实现下部相对于上部的提升和下降二者，并且在适当情况下也能够实现平台围绕纵向和/或横向轴线枢转。例如可以液压地、气动地或者通过螺纹轴来驱动提升缸。
根据本发明的优选实施例，电池运输车的底盘具有至少两个履带，每个履带包含沿电池运输车的纵向方向导向的履带传动装置。因此有可能使电池运输车越过不规则的地形或甚至台阶。
此外，优选至少两个履带的每个可围绕与电池运输车的纵向轴线平行的枢轴线枢转。因此，在插入状态下可能额外增加底盘和机动车辆行驶的道路之间的间距。
优选地，电池运输车可以由机动车辆的驱动电池提供电能，尤其是电池运输车的驱动器由驱动电池供电。为此可以规定机动车辆的电力驱动的控制装置被设计为使得剩余量的能量总是保持在驱动电池中，这使得电池运输车能够行走足够的距离，例如大约1到3公里。因此，总是可能确保将驱动电池可靠地运输到适于充电目的的电源接头。
以有利的方式，电池运输车可以通过无线连接由外部控制装置来控制。外部控制装置可以是例如智能手机。可供替换地或附加地，电池运输车可以配备用于自主操作并且具有用于此的相应的控制装置和传感器技术。因此，电池运输车可以自主地跟随例如从机动车辆行驶到电池的充电设施并且携带智能电话的用户。因此，在远离机动车辆的停车位的地方给驱动电池充电是更加便利的。
根据本发明的优选实施例，电池运输车包含机动车辆的至少一个驱动马达，该驱动马达可以连接到机动车辆的至少一个驱动轴。特别优选地，电池运输车包含机动车辆的所有驱动马达，例如两个驱动马达，当电池运输车插入到支撑结构的向下敞开的区域时，该驱动马达于是可以连接到机动车辆的相应驱动轮的驱动轴。因此，可能省去电池运输车与机动车辆的用于传输具有非常高的电流强度和高电压的驱动力的电连接。此处可能完全省去电池运输车与机动车辆的电连接，或者这种连接可以被配置为仅为机动车辆的其他用户供电。
用于可电驱动的机动车辆的本发明的电池运输车包含机动车辆的可再充电驱动电池。电池运输车是可电驱动的并且具有底盘，电池运输车可以与底盘一起独立于机动车辆移动。此外，电池运输车具有上部和下部，其中上部构造成可释放地插入到机动车辆的支撑结构的向下敞开的区域中，以及下部包含电池运输车的底盘。电池运输车的下部以及因此底盘可相对于上部在竖直方向上调节。当电池运输车插入机动车辆的支撑结构中时，底盘因此可以相对于支撑结构下降和提升。为此，电池运输车可以具有例如用提升缸构造的调节机构。特别地，电池运输车适用于根据本发明的移动系统并且如上所述构造。
根据本发明的机动车辆是具有可再充电驱动电池的可电驱动的机动车辆，其中，驱动电池容纳在可电驱动的电池运输车中。机动车辆的支撑结构具有向下敞开的区域，电池运输车可以可释放地插入到该向下敞开的区域中并且可以通过保持装置保持在其中。特别地，机动车辆适合于根据本发明的移动系统并且如上所述构造。
根据本发明的用于给可电驱动的机动车辆的可再充电驱动电池充电的方法，其中驱动电池容纳在可电驱动的电池运输车中，可电驱动的电池运输车具有底盘并且插入到机动车辆的支撑结构的向下敞开的区域中，电池运输车的底盘被降低到道路上，例如电池运输车作为整体被降低，或仅降低具有底盘的下部。电池运输车与机动车辆机械地分开，并且在适当的情况下电分离，并且电池运输车通过电池运输车的驱动器从支撑结构的向下敞开的区域中移出并且移至合适的电力接头处。驱动电池在那里充电。借助于它的驱动器，电池运输车于是被移回到机动车辆并且进入支撑结构的向下敞开的区域并且插入其中。最后，底盘被抬离道路。电池运输车机械地并且在适当的情况下电连接到机动车辆。机动车辆和电池运输车优选如上所述构造。
附图说明
以下参照附图通过示例更详细地解释本发明，附图示出：
图1a至图1f是根据本发明的电池运输车的第一示例性实施例的不同视图；
图2举例说明使用电池运输车越过斜坡；
图3a至3f以透明侧视图示出了根据本发明第一示例性实施例将电池运输车插入到机动车辆中；
图4a至4d以截面图示出根据本发明的第一示例性实施例将电池运输车插入到机动车辆中；
图5a至5c以部分透明的平面图示出了根据本发明的第一示例性实施例将电池运输车插入到机动车辆中；
图6a和6b是根据本发明的第二示例性实施例的机动车辆和电池运输车；以及
图7是根据本发明第三示例性实施例的机动车辆和电池运输车。
具体实施方式
在图1a至1f中，以不同的视图示出了根据本发明的电池运输车1的第一示例性实施例。这里的图1a示出了从前面看的视图，图1b是侧视图，图1c是从后面看的局部剖视图以及图1d是从上面看的平面图。图1e和1f示出了与图1b和图1c相对应的具有抬起的上部的电池运输车1。
电池运输车1包含上部2和下部3。上部2构造为具有装配罩5的平台4，罩5包含两个以铰接的方式可枢转地连接到平台4的罩部件6、6′。可以由电池运输车1运输的负载被接收在平台4上或罩5中。所有图中未示出将罩5分成两个罩部件6、6′。
电池运输车1的下部3包含底盘框架7，底盘框架7支撑由两个履带8、8′形成的底盘。履带8、8′的每个具有例如由橡胶制成的柔性履带传动装置9、9′，以及用于引导和用于驱动履带传动装置9、9′的相应滚轴。为了驱动履带传动装置9、9′，还设有相应的电动机m。下部3还包含可电驱动的机动车辆的尤其是蓄电池的驱动电池10。驱动电池可以是高电压电池并且例如具有8至14kwh的容量，这对于插电式混合动力电动车辆(phev)来说特别足够。
上部2和下部3通过调节机构11彼此连接，调节机构11包含成对配合的四个提升缸12、12′，13、13′，每个提升缸12、12′，13、13′连接到下部3和上部2或通过旋转接头铰接地连接到底盘框架7和平台4。特别是在图1d和1f中可以看出，通过提升缸12、12′，13、13′长度的相同变化，可以在竖直方向上调整上部2。
在图2中示出电池运输车1如何可以越过斜坡和坡道，特别是台阶。为了驱动履带传动装置9、9′，此处，电动机m(参见上文)就像提升缸12、12′，13、13′的驱动器一样由机动车辆的驱动电池10供电。通过提升缸12、13和12′、13′的长度不等的变化，平台4在越过斜坡时也可以保持在水平位置。因此可以在平台4上或罩5内运输敏感物品，并且同样可以选择性地在安装在平台4上的座椅(未示出)上而不是罩5上运输人。电池运输车1包括具有相应的传感器和处理器设备的控制装置，其以本身已知的方式构造。
图3a至3f示出了将电池运输车1与荷电的驱动电池10集成到通过驱动电池10运转的机动车辆14中。各个步骤由电池运输车1的控制装置以及机动车辆14的控制装置控制，控制装置经由无线连接彼此通信。如图3a所示，具有荷电的驱动电池10的电池运输车1从后部接近机动车辆14。在到达机动车辆14之前不久，通过提升缸12、12′，13、13′的调节，电池运输车的上部2被提升到大致对应于机动车辆14的行李箱底板的高度的高度。同时，机动车辆14的行李箱盖15打开(见图3b)。然后，电池运输车1可以移动到机动车辆14的行李箱底板中的切口凹口中，该切口凹口对应于机动车辆14的支撑结构的相应的向下敞开的区域(图3c)。上部2被支撑在机动车辆14的支撑结构上并且通过将锁定螺栓(未示出)插入到平台4中而被固定。此外，驱动电池10与机动车辆14的电气系统之间的电连接例如通过将机动车辆14的相应插头插入到电池运输车1的插口中而自动产生。通过缩短提升缸12、12′，13、13′，带有底盘和履带8、8′的下部3被抬起并且行李箱盖15被关闭(参见图3d，3e)。机动车辆14现在正在运行(图3f)。另外可选地可以将两个罩部件6、6′展开以使得机动车辆14的行李箱能够整体地使用。
图3c至3f中所示的步骤在图4a至4d中以机动车辆14的截面图再次示出。为了将电池运输车1固定在支撑结构16内，设置锁定螺栓17、17′，当电池运输车1移动到由两个侧部构件之间的间隙形成的机动车辆14的支撑结构16的向下敞开的区域中时，锁定螺栓17、17′仍处于缩回位置(图4a)。在电池运输车已经移入支撑结构16的区域之后抬起电池运输车的下部3。此处电池运输车1的平台4支撑在支撑结构16的相应突起上。平台4的上侧大致终止于机动车辆的行李箱底板18(图4b)。锁定螺栓17、17′插入电池运输车1的上部2的相应的接收装置中(图4c)。最后，将罩部件6、6′展开以产生均匀的、易于使用的行李箱(图4d)。
图3c至3e和4a至4c所示的步骤再次以图5a至5c以平面图示出。特别是在图5a中可以看出，电池运输车移动到机动车辆14的支撑结构16的向下敞开的区域，其对应于行李箱底板18的切口部19。如示例性实施例所示，设置用于将电池运输车1的上部2锁定到机动车辆14的支撑结构16上的四个锁定螺栓17、17′，17″、17″。在图5a至图5c中，同样显示了用于将驱动电池10连接到机动车辆14的电气系统的连接器插头20。通过连接器插头20产生的电接头适于传输用于驱动机动车辆的足够的电流强度和电压。
从机动车辆14中释放电池运输车1以与上述相同的步骤进行，以相反的顺序执行这些步骤。如同将电池运输车1连接到机动车辆14的步骤一样，可以通过机动车辆14的控制装置或通过单独的控制装置例如具有相应应用程序的智能电话来启动电池运输车1的释放，并且可以结合电池运输车1的控制装置来控制电池运输车1的释放。
根据本发明的第二实施例，图6a和图6b示出的是，电池运输车21包含由驱动电池10供电的机动车辆23的两个电驱动马达22、22′。驱动马达22、22′还可以用于驱动履带传动装置9、9′，或者可以是特别适用于机动车辆23的驱动器的附加马达。当电池运输车21连接到机动车辆23的支撑结构时，驱动马达22、22′经由连接件24、24′连接到机动车辆23的驱动轮26、26′，驱动轮26、26′的驱动轴25、25′插入到连接件24、24′中(图6a)。为了释放电池运输车21，将驱动轴25、25′从连接件24、24′中拉出(图6b)。在该实施例中，电池运输车21和机动车辆23之间的电连接的产生是不必要的或者可以以简化的形式实现该电连接，因为不需要传输驱动功率，而仅仅是为了给机动车辆23的其他电力消耗者传输低得多的电流。而且，根据第一实施例构造如上所述的电池运输车21和机动车辆23。
如图7中的剖视图所示，根据本发明的第三实施例，履带8、8′可以以铰接的方式可枢转地连接到电池运输车27的底盘框架，并且向上枢转以抬起底板(箭头28、28′)。为了便于向上枢转，在该实施例中还设置成，在电池运输车27并入并锁定在机动车辆29的支撑结构中时或之后，将电池运输车27提起(箭头30)。在本发明的该实施例中，电池运输车27可以设计成没有调节机构，并且上部与下部一起可以形成单元，罩部件6、6′以铰接的方式连接到该单元。而且，根据如上所述的第一示例性实施例构造电池运输车27和机动车辆29。
为了清楚起见，并非所有附图中都示出了所有附图标记。没有参照附图说明的附图标记具有与其他附图中所述的相同的意义。
附图标记列表
1电池运输车
2上部
3下部
4平台
5罩
6、6′罩部件
7底盘
8、8′履带
9，9′履带传动装置
10驱动电池
11调节机构
12、12′提升缸
13、13′提升缸
14机动车辆
15行李箱盖
16支撑结构
17、17′锁定螺栓
18行李箱底板
19切口部
20连接器插头
21电池运输车
22、22′驱动马达
23机动车辆
24、24′连接件
25、25′驱动轴
26、26′驱动轮
27电池运输车
28、28′箭头
29机动车辆
30箭头
m电动机